Umělá inteligence odhadne riziko zlomenin u onkologických pacientů
Kostní metastázy jsou u onkologických pacientů častou komplikací, která zhoršuje prognózu i kvalitu života. Studie vědců z Ohio State University však ukázala, že pravděpodobnost vzniku zlomenin páteře je možné s pomocí umělé inteligence úspěšně predikovat.
Metastatické postižení páteře postihuje na základě dat z USA zhruba každého desátého pacienta s onkologickou diagnózou. Pacienti se spinálními metastázami trpí silnými bolestmi a jsou ohroženi postupnou destrukcí obratlů, která může vyústit až v patologické zlomeniny. Ačkoliv se předpokládá, že pro vznik zlomeniny je nutná nějaká biomechanická zátěž, není dosud zcela jasné, jaká zátěž vede ke zlomenině nádorově postiženého obratle.
Predikce fraktur jako prevence úmrtí
„Zlomenina páteře zvyšuje riziko úmrtí pacienta asi o 15 %,“ vysvětluje Soheil Soghrati, spoluautor studie a docent v oboru strojního inženýrství. Předvídání zlomenin a lepší pochopení procesů, jak k nim dochází, umožní podle Soghratiho rozvoj efektivnějších léčebných terapií především v chirurgické oblasti.
Jeho vědecký tým vytvořil pomocí výpočetních modelů vizuální rekonstrukci obratlů a při následné počítačové simulaci hodnotil riziko vzniku fraktur páteře u pacienta se spinálními metastázemi. Výsledky této studie nyní publikoval časopis International Journal for Numerical Methods in Biomedical Engineering.
Digitální dvojče obratle
K vizuální rekonstrukci obratle využili vědci systém umělé inteligence ve formě frameworku s názvem ReconGAN, který vytvořil digitální dvojče obratle. Digitální dvojče je na rozdíl od 3D tisku, kde je virtuální model přeměněn na fyzický objekt, přesným virtuálním modelem skutečného objektu.
ReconGAN byl trénován na MRI a mikroCT snímcích obratlů získaných z kadaverického vzorku 51leté pacientky s nádorem na plicích a metastázemi v páteři. ReconGAN vědcům poskytl realistické modely páteře s mikrostrukturními detaily, které pak vědci použili k simulování morfologických změn obratle v čase a jeho chování při zatížení kompresí a flexí.
Ačkoliv se prokázalo možné využití konceptu digitálního dvojčete k predikci rizika vzniku fraktur obratlů u pacientů se spinálními metastázami, sami autoři studie připouštějí potřebu robustnějších dat.
(svat)
Zdroj: Using AI to Predict Bone Fractures in Cancer Patients. 6. 5. 2022. Digital Health News. Dostupné na https://www.digitalhealthnews.eu/index.php?option=com_content&view=article&id=6694:using-ai-to-predict-bone-fractures-in-cancer-patients&catid=91:events.
Foto: Pexels.com
